输入子系统设计(3)

17.3  input子系统

为了对输入子系统有一个清晰的认识，本节将分析输入系统的初始化过程。在Linux中，输入子系统作为一个模块存在，向上，为用户层提供接口函数， 向下，为驱动层程序提供统一的接口函数。这样，就能够使输入设备的事件通过输入子系统发送给用户层应用程序，用户层应用程序也可以通过输入子系统通知驱动 程序完成某项功能。

17.3.1  子系统初始化函数input_init()

输入子系统作为一个模块存在，必然有一个初始化函数。在/drivers/input/input.c文件中定义了输入子系统的初始化函数input_init()，该函数的代码如下：

    01  static int __init input_init(void)  
    02  {  
    03      int err;  
    04      err = class_register(&input_class);  
    05      if (err) {  
    06          printk(KERN_ERR "input: unable to register input_dev class\n");  
    07          return err;  
    08      }  
    09      err = input_proc_init();  
    10      if (err)  
    11          goto fail1;  
    12      err = register_chrdev(INPUT_MAJOR, "input", &input_fops);  
    13      if (err) {  
    14          printk(KERN_ERR "input: unable to register char major %d",  
    INPUT_MAJOR);  
    15          goto fail2;  
    16      }  
    17      return 0;  
    18   fail2: input_proc_exit();  
    19   fail1: class_unregister(&input_class);  
    20      return err;  
    21  } 

下面对该函数进行简要的分析。

第04行，调用class_register()函数先注册了一个名为input的类。所有input device都属于这个类。在sysfs中表现就是，所有input device所代表的目录都位于/dev/class/input下面。input_class类的定义只是一个名字，代码如下：

    struct class input_class = {  
        .name       = "input",  
    }; 

第09行，调用input_proc_init()在/proc下面建立相关的交互文件。

第12行，调用register_chrdev()注册了主设备号为 INPUT_MAJOR(13)。次设备号为0～255的字符设备。它的操作指针为input_fops。在这里，可以看到所有主设备号13的字符设备的 操作最终都会转入到input_fops中。例如/dev/input/event0~/ dev/input/event4的主设备号为13，对其的操作会落在input_fops中。input_fops只定义了一个 input_open_file()函数，input_fops的定义代码如下：

static const struct file_operations input_fops = {  
    .owner = THIS_MODULE,  
    .open = input_open_file,  
}; 

17.3.2  文件打开函数input_open_file()

文件操作指针中定义了input_open_file()函数，该函数将控制转到input_handler中定义的fops文件指针的 open()函数。该函数在input_handler中实现，这样就使不同的handler处理器对应了不同的文件打开方法，为完成不同功能提供了方 便。input_open_file()函数的代码如下：

    01  static int input_open_file(struct inode *inode, struct file *file)  
    02  {  
    03      struct input_handler *handler;  
    04      const struct file_operations *old_fops, *new_fops = NULL;  
    05      int err;  
    06      lock_kernel();  
    07      /* No load-on-demand here? */  
    08      handler = input_table[iminor(inode) >> 5];  
    09      if (!handler || !(new_fops = fops_get(handler->fops))) {  
    10          err = -ENODEV;  
    11          goto out;  
    12      }  
    13      if (!new_fops->open) {  
    14          fops_put(new_fops);  
    15          err = -ENODEV;  
    16          goto out;  
    17      }  
    18      old_fops = file->f_op;  
    19      file->f_op = new_fops;  
    20      err = new_fops->open(inode, file);  
    21      if (err) {  
    22          fops_put(file->f_op);  
    23          file->f_op = fops_get(old_fops);  
    24      }  
    25      fops_put(old_fops);  
    26  out:  
    27      unlock_kernel();  
    28      return err;  
    29  } 

下面对该函数进行简要的分析。

第03～05行，声明一些局部变量，供下面的操作使用。

第08行，出现了熟悉的input_table[]数组。iminor(inode)为打开文件所对应的次设备号。input_table是一个struct input_handler全局数组，只有8个元素，其定义为：

static struct input_handler *input_table[8];

在这里，首先将设备结点的次设备号右移5位做为索引值到input_table中取对应项，从这里也可以看到，一个handler代表 32（1<<5）个设备结点，也就是一个handler最多可以处理32个设备结点。因为在input_table中取值是以次备号右移5位 为索引的，即第5位相同的次备号对应的是同一个索引。回忆input_register_handler()函数的第14行 input_table[handler->minor >> 5] = handler，其将handler赋给了input_table数组，所使用的规则也是右移5位。

第09～12行，在input_table中找到对应的handler之后，就会检验这个handler是否存在，如果没有，则返回一个设备不存在 的错误。在存在的情况下，从handler->fops中获得新的文件操作指针file_operation，并增加引用计数。此后，对设备的操作 都通过新的文件操作指针new_fops来完成。

第13～17行，判断new_fops->open()函数是否定义，如果没有定义，则表示设备不存在。

第20行，使用新的open()函数，重新打开设备。